Biologická antropologie jako významný zdroj poznatků o lidské variabilitě, etnicitě a vývoji lidských populací Doc. Václav Vančata

Transkript

1 Biologická antropologie jako významný zdroj poznatků o lidské variabilitě, etnicitě a vývoji lidských populací Doc. Václav Vančata Projekt ESF OP VK "Vzdělávání pedagogů pro integraci žáků a studentů se specifickými potřebami na ZŠ a SŠ

2 Klasická biologická antropologie ABO systém A distribuce Populační genetika krevních skupin Variabilita populační, růstová i sociální Genetika Evoluce

3 Antropologie Biologická a fyzická antropologie Fyzická antropologie a biologie člověka jsou dvě různé, i když příbuzné, discipliny Fyzická antropologie chápe člověka jako biosociální bytost a má vazby na sociální i experimentální vědy, také na ekologii a etologii. Biologická antropologie je moderní evropský fenomén a především je mnohem více evolučně biologicky orientovaná Biologie člověka chápe člověka především jako biologický objekt a má potenciální vazbu na lékařské vědy

4 Evoluci člověka a vznik lidské variability lze chápat různě Představy romantické a sociálně vědní

5 Antropocentrismus Člověk je zcela unikátní bytost odlišná lidskou kulturou, myšlením a dalšími výhradně lidskými vlastnostmi od všech další organismů

6 Biologismus Člověk je pouze dalším unikátním druhem

7 Člověk je od samého počátku druhem biosociálním. Kultura je u něj úzce propojena s biologií a chováním.

8 Evoluce

9 Variabilita populační i časová časová populační

10 Růstová antropologie

11 Molekulární a genetická antropologie

12 Primatologie ontogeneze chování, soc.struktura ekologie ochrana prostředí

13 řád: Primates Primáti miniřád: Prosimii - Poloopice miniřád: Anthropoidea - vyšší primáti nadčeleď: Loroidea čeleď: Lorisidae - outloňovití čeleď: Galagonidae - kombovití nadčeleď: Lemuroidea čeleď: Cheirogaleidae - makiovití čeleď: Megaladapidae (Lepilemuridae) čeleď: Lemuridae - lemurovití podčeleď: Lemurinae - lemuři podčeleď: Hapalemurinae - hapalemuři čeleď: Indridae - indriovití čeleď: Daubentoniidae ksukolovití miniřád: Tarsiiformes - Nártouni nadčeleď: Tarsioidea čeleď: Tarsiidae - nártounovití superčeleď: Platyrrhina-širokonosí primáti nadčeleď: Ceboidea čeleď: Callithricidae - kosmanovití podčeleď: Callimiconinae - kalimikové podčeleď: Callithricinae - kosmani čeleď: Cebidae - malpovití podčeleď: Aotinae - mirikiny podčeleď: Callicebinae - titiové podčeleď: Cebinae - malpy čeleď: Atelidae - chápanovití podčeleď: Pitheciinae - chvostani podčeleď: Atelinae - chápani superčeleď: Catarrhina - úzkonosí primáti nadčeleď: Cercopithecoidea čeleď: Cercopithecidae - kočkodanovití podčeleď: Cercopithecinae - kočkodani podčeleď: Colobinae - hulmani nadčeleď: Hominoidea čeleď: Hylobatidae - gibonovití čeleď: Hominidae - hominidé podčeleď: Ponginae - orangutani podčeleď: Paninae - šimpanzi podčeleď: Homininae - lidé

14 Srovnání poloopic a vyšších primátů

15 Definice primátů Vznik a evoluce prvních primátů byla spojena s evolucí krytosemenných rostlin a příslušných nových typů ekosystémů, a to jak rostlinné tak živočišné složky. V důsledku toho a vzhledem k morfologii zubů prvních primátů je zřejmé, že primáti byli původně spíše býložraví nebo i všežraví a pojídali především měkké části rostlin, např. plody, ale velmi pravděpodobně pojídali i hmyz V souvislosti s tím se vyvíjely příslušné adaptace, schopnost uchopování, tvar zubů a čelistí, čich, sluch a především zrak

16 Znaky typické pro primáty Znaky charakterizující řád Primates a euprimáty: 1. Prodloužený třetí molár se současným zvětšením hypoconulidu; 2. postprotocingulum na horních molárech, 3. Prodloužení článků prstů ruky U euprimátů k tomu vzniká I. Prodloužení tarzů, II. Zvětšení processus peronaeus na prvním metatarsu (halluxu), III. Dopředu směřující alespoň částečně uzavřené orbity a krátké splanchnocranium. Archaičtí savci předci primátů Nejstarší archaičtí křídoví primáti Nehty až u euprimátů?

17 Ekologie primátů Kvalitu ekosystému pro daný druh primátů určuje kvalita a dostupnost potravních zdrojů včetně sezónnosti v ekosystému

18 Ekologické adaptace primátů Primáti jsou velmi adaptibilní přežili i doby ledové mohou obývat nejrůznější ekosystémy jsou primárně všežraví

19 Potravní adaptace primátů Frugivorie Folivorie Gumivorie Frugivorie vychází z toho, že potrava v rámci této potravní strategie by měla být velmi dobře stravitelná, kalorická, ne příliš tuhá, musí obsahovat cukry, bílkoviny, ev. i tuky, vitamíny a vodu. Proto ideální ovoce jsou čerstvá játra. Folivorie znamená příjem tužší méně kalorické potravy s nižším obsahem bílkovin, stravitelných cukrů, tuků a vitamínů a vody, a s vysokým obsahem vláknin. Insectivorie

20 Sociální struktura primátů

21 Životní historie primátů

22 Archicebus achilles - antropoid 55 milionů - Čína

23 Fylogeneze primátů Velmi pokročilé znaky rodu Archicebus prokazují, že vyšší primáti už vznikli koncem křídy a vyvíjeli se paralalelně s archiprimáty a poloopicemi

24 Poloopice a vyšší primáti se vyvíjeli paralelně minimálně od spodního eocénu, a proto mnohé podobné adaptace vznikly paralelně a nejsou přímo srovnatelné Poloopice a vyšší primáti se však liší v mnoha fylogeneticky podstatných znacích

25 Vyšší primáti a jejich odlišnosti od poloopic

26 Základní charakteristiky širokonosých opic

27 Základní charakteristiky na lebce úzkonosých primátů

28 Charakteristické rozdíly mezi nadčeleděmi Cercopithecoidea a Hominoidea

29 Rozdíly mezi kočkodanovitými a hulmanovitými opicemi

30 Charakteristické znaky nadčeledi Hominoidea

31 Gibonovití - charakteristické znaky Giboni mají relativně malý méně gyrifikovaný mozek. Mají specializované relativně dlouhé horní končetiny. Velikost těla je srovnatelná s s většími opicemi 5-15 kg. Žijí v monogamních párech a mají velmi bohatou vokalizaci. Chování je poměrně chudé. Jsou výhradně stromoví a většin z nich pojídá spíše plody a poměrně velké množství živočišné stravy.

32 Čeleď Hominidae Homininae Gorilla Homo Homininae Pongo Ponginae Paninae Pan

33 Genetická a biochemická příbuznost Všichni velcí lidoopi mají stejný počet 48 chromozomů mají podobné imunitní, biochemické a hormonální profily a některé z krevních skupin jsou blízké člověku

34 Rod orangutan Pongo Svrchní pleistocén Orangutan sundský - Pongo pygmaeus

35 Podčeleď Paninae - gorily a šimpanzi

36 Systematika podčeledi Paninae podčeleď: Paninae - šimpanzi šimpanz učenlivý - Pan troglodytes šimpanz čego - P. t. troglodytes šimpanz hornoguinejský - P. t. verus šimpanz východní - P. t. schweinfurthi šimpanz bonobo - Pan paniscus gorila obecná - Gorilla gorilla gorila nížinná - G. g. gorilla gorila nigerijská - G. g. diehli (gorila horská Gorilla beringei) gorila horská (rwandská) - G. g. beringei (G. b. beringei) gorila východní - G. g. graueri (G. b. graueri)

37 Gorilla gorilla - gorila obecná

38 Gorilla g. beringei - gorila horská - ekologie a chování Gorilla horská pojídá velké množství špatně stravitelné vláknité potravy. Potrava je trávena dlouho a málo efektivně, gorily nemají specializovaný trvávicí trakt ani symbiotické bakterie. Častá je koprofágie.

39 Gorilla g. gorilla - gorila nížinná - ekologie a chování Gorila nížinná je nepříbuzná gorile horské a je: - mnohem více stromová - stromy často využívá, i pro stavění hnízd - v potravě mají významný podíl plody - ve srovnání se šimpanzi nekvalitní potrava - je z goril nejsociálnější Fission - fusion struktura

40 Rod šimpanz - Pan bonobo Šimpanzi se pohybují velmi dovedně na zemi i ve stromech. Jsou všežraví, jedí plody, kvalitní bylinnou vegetaci a potravu živočišnou. Loví.

41 Pan troglodytes - šimpanz učenlivý - rozšíření a variabilita Š. hornoguinejský P.t.verus Š. čego P.t.troglodytes Š. východní P.t.schweinfurthii

42 Pan troglodytes - šimpanz učenlivý - sociální struktura

43 Šimpanz bonobo - Pan paniscus

44 Kultury u jednotlivých studovaných populací šimpanzů V posledních dvou letech bylo prokázáno, že kulturní tradice se vyskytují také u orangutanů. Nástrojová činnost a další kulturní elementy orangutanů jsou méně patrné než u šimpanzů, ale jsou jasně prokazatelné. Studie v terénu prokázaly také nástrojové chování u gorily nížinné

45 Fongoli savanna Senegal Šimpanzi loví podle podmínek různou kořist Používají sady nástrojů a mohou jimi i lovit totéž i orangutani sumaterští Mají velmi složité chování klamou a manipulují Nebojí se vody ani ohně V případě nutnosti mohou obývat i jeskyně Mohou řešit i velmi složité úlohy a sociální situace, komunikují, ale problém vždy řeší přísně pragmaticky

46 Biologická antropologie jako významný zdroj poznatků o lidské variabilitě, etnicitě a vývoji lidských populací Doc. Václav Vančata Projekt ESF OP VK "Vzdělávání pedagogů pro integraci žáků a studentů se specifickými potřebami na ZŠ a SŠ

47 Jak chápat variabilitu?

48 Jak chápat variabilitu?

49 Variabilita populační i časová časová populační

50 Evoluční změny v genofondu - časový rozměr variability Přírodní výběr genotyp a fenotyp Sexuální a skupinová selekce Individuální a inklusivní fitnes Migrace mt DNA a Y chromosom haplotypy Migrace, hybridizace a reprodukce pravěkých populací mt DNA a Y chromosom haplotypy Genetický drift (náhodné posuny v četnostech alel Efekt zakladatele (founder efekt) náhodné nahromadění určité kombinace alel (i dominantních Bottleneck efekt (efekt hrdla lahve) katastrofické snížení počtu jedinců v populaci na hranici reprodukčního minima náhodné posuny v četnostech genů a snížení genetické variability omezení gene poolu

51 Somatometrie a osteometrie Měření lidského těla Somatometrie Auxologická vyšetření měření speciálních rozměrů a kožních řas indikujících patologie Měření skeletu - osteometrie Kraniometrie Osteometrie postkraniálního skeletu

52 Somatometrie Tělo

53 Proporcionalita těla a jeho částí

54 Rychlost a tempo ontogeneze Ontogenze může mít různé tempo i u blízce přibuzných druhů Výrazné růstpvé rozdíly můžeme najít i u dvou populacích stejného druhu, které žijí v různých podmínkách. Jednotlivé znaky a komplexy mohou mít různou rychlost růstu

55 Růst a změny v proporcích

56 Sekulární trendy

57 Stárnutí

58 Teorie vzniku a diferenciace moderního člověka Vysoká druhová i populační diversita Vysoká populační diversita Nízká speciace

59 Homo ergaster a Homo erectus - nejstarší skuteční lidé

60 První skutečná kolonizace Evropy

61 Homo heidelbergensis - archaický Homo sapiens Rozvoj materiální kultury a kamenné technologie Evropu ovládá pokročilý ašelén Homo heidelbergensis se stává prvním opravdovým lovcem

62 Sima de los Huesos - nečekaná variabilita Populace z jeskyně Sima de los Huesos představuje podivuhodnou směs znaků od znaků Homo heidelbergensis přes neandrtálské až po jedince s překvapivě moderní morfologii. Tito lidé byli velcí a robustní a měli relativně malý mozek Tento jedinec byl od raného dětství hluchý

63 Klimatické změny a evoluce rodu Homo

64 Kdo vlastně vynalezl moderní kamenné technologie když ne AMČ? Herto - Middle Awash let Čepelové industie před AMH

65 Situace v Evropě před 150 a 120 tis. lety - Riss

66 Vznik moderních forem člověka

67 Ekologické rozdíly mezi pozdními neandrtálci a svrchně paleolitickým AMČ Neandrtálci byli predátoři lovili zvířata Byli jediným morfologicky a fyziologicky specializovaným druhem člověka Žili výhradně na území Evropy a západní Asie

68 Genetické mechanismy evoluce člověka Systém HOX genů - růst osového skeletu i skeletu končetin. Mutace či změna exprese těchto genů hrály nepochybně roli ve změnách proporcí v průběhu evoluce člověka a jeho předků. Tyto geny jsou důležité i pro řadu dalších funkcí. Výzkum funkce ACPI*A genu, který ovlivňuje nárůst svalové hmoty a oddolnost ke chladu a RUNX2 genu ovlivňujícího specifické morfologické změny. Geny ovlivňujících růst mozkové kůry a činnost mozku, ASPM a MCPH1 microcephalin genů a FOXP2 genu. První dva geny mají vliv na růst mozkové kůry a poslední pak na vývoj řeči a jazyka.

69 Změny v ontogenezi rodu Homo výzkum chrupu a zubů U všech hominidů s výjimkou AMČ se zuby prořezávají nejpozději ve 4 letech U anatomicky moderního člověka se tempo ontogenetického vývoje zpomaluje a zuby se prořezávají až v 6 letech

70 Geny a lidská diversita U neandrtálců velmi pravděpodobně došlo k mutaci HOX genů a začala se uplatňovat funkce ACPI*A genu, která významně ovlivnila nárůst svalové hmoty a oddolnost proti chladu a RUNX2 genu ovlivňjícího tvar těla. Působení genů ovlivňujících růst mozkové kůry se v počátečních fázích významně nelišilo od AMČ. U anatomicky moderního člověka se pak začaly ve zvýšené míře začalo uplatňovat působení genů ovlivňujících růst a restrukturalizaci mozkové a kvalitu jazyka a řeči (ASPM a MCPH1 microcephalin genů a FOXP2 genu). Prodloužení pohlavního zrání a změn v růstu a ontogenezi bylo úzce spojeno v některými mutacemi v komplexu HOX genů a také se změnou mechanismů regulačních. Prodloužení dětství znamenalo prodloužení periody využitelné k učení a rozvoji komunikace. Významně se rozvíjely protistresové regulační mechanismy, které se stávaly stále více propojené s chováním a sociální strukturou a později zřejmě i s kulturou.

71 Evoluce rodu Homo specifická stavba těla neandertálců 1,7 Homoevolution-Rohreŕsindex 1,6 1,5 1,4 Rohreŕsindex 1,3 1,2 1,1 1,0 Egaster Heidelb EAMH LAMH Erectus Neander UpAMH Mesol Mean ±SE ±SD

72 Geny, regulace a kultura u AMČ Tento komplex změn definitivně přeměnil anatomicky moderního člověka v důsledně biosociální bytost. Faktory biologické, sociální i kulturní se staly navzájem propojené prostřednictvím humorálního systému, činnosti mozku a percepce, chování a typicky lidské komunikace. To umožňovalo moderním lidem se postupně přizpůsobovat k nejrůznějším typům prostředí i stresům bez dalších biologických specializací. Proto přežíval mnohem úspěšněji než ostatní lidské formy.

73 Aurignacien a nejstarší moderní Evropané osídlení Evropy AMČ již před 45 tisíci lety Aurignacien (franc. naleziště Aurignac nejstarší je ale Abri Pataud) nejstarší čepelová kamenná industrie, která prokazatelně patřila anatomicky modernímu člověku. Aurignačtí lidé i kultura měli některé starobylé znaky. Žili v záp. a zvláště ve stř. Evropě Kelsterbach Mladeč

74 Gravetská kultura

75 Magdalénská kultura

76 Neolit žádná revoluce se nekonala Nová adaptivní strategie Homo sapiens více dětí - více práce Ekologický ráj v Evropě s nepřátelskými mezolitiky

77 Fáze neolitického osídlení Evropy Starší neolit ( BC) Kultura lineární keramiky (LBK Střední neolit ( BC) Lengyelská kultura Kultura nálevkovitých pohárů (FBC, TRB) Mladší neolit ( BC) Kultura Baden a FBC-Baden Kultura globulárních amfor (GAC) Kultura se šňůrovou keramikou (CWC) Nejstarší bronz únětická kutura